DE3410512A1

DE3410512A1 - Ventilsystem fuer eine hydraulisch gesteuerte anfahr-reibungskupplung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3410512A1
Application number: DE19843410512
Authority: DE
Inventors: Manfred 5010 Bergheim Bilharz; Peter 5354 Weilerswist Heider; Fritz 5024 Pulheim Henken; Ernst 5000 Köln Kohl; Hartmut Dr. 4630 Bochum Röper; Dietmar 5202 Hennef Schubert; Martin 5024 Pulheim Taal
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-10-03
Also published as: JPH0361055B2; JPS60213529A; EP0157086B1; EP0157086A1; DE3410512C2; US4618123A; DE3562415D1

Description

Patentanmeldung P 7 Ford/D-527/06. März 1984

PATENTANMFXDUNG

Ventilsystem für eine hydraulisch gesteuerte Anfahr-Reibungskupplung,

insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventilsystem für eine hydraulisch gesteuerte Anfahr-Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der DE-AS 25 39 285 ist ein Ventilsystem für hydraulisch gesteuerte Schaltkupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge zu entnehmen, bei dem ein oder mehrere Kupplungsdruck-Steuerventile den Kupplungsdruck in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung des Fahrers steuern und eine Ventilanordnung vorgesehen ist, die das dem Kupplungsdruck-Steuerventil zugeführte drehmomentabhängige Signal moduliert.

Bei diesem bekannten Ventilsystem besteht die dem Kupplungsdruck-Steuerventil zugeordnete Ventilanordnung lediglich aus einer Drosselblende und einem nach geschalteten Druckspeicher und die angestrebte Modulierung des drehmomentabhängigen Drucksignales kann daher nur bei einer Drehmomentanforderung, d. h. bei plötzlichem Gasgeben wirksam werden. Die Modulierung des drehmomentabhängigen Drucksignales erfolgt hierbei in der Weise, daß der einer plötzlichen Zunahme der Drehmomentanforderung entsprechende hohe Kupplungsdruck erst nach einer Verzögerung wirksam wird. Der einem Akkumulator ähnliche Druckspeicher entspricht zwar einem zeitabhängigen Element, dieses wirkt jedoch nur einmalig beim Gasgeben und geht dann auf Anschlag, d. h. es wirkt nur einseitig beim Gasgeben nicht jedoch beim Gaswegnehmen.

Da der Kupplungsdruck hierbei nur mit Verzögerung verändert wird, aber dann voll erhalten bleibt, werden die plötzlichen Drehmomentängon dos Motors voll auf dns Getriebe übertragen.

I'ntontMmneldurrg; P ^ Ford/D-527/06. März 1984

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventilsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs erläuterten Art derart zu verbessern, daß die Ventilanordnung, die das dem Kupplungsdruck-Steuerventil zugeführte, (insbesondere bei dieser Ausführung) motordrehzahlabhängige Drucksignal P ... moduliert, auf jede Drehmomentanweisung des Fahrers reagiert, d. h. daß sie sowohl beim Gasgeben als auch beim Gaswegnehmen wirksam wird und daß sie darüberhinaus nicht nur eine Verzögerung im Anstieg sondern vielmehr ein Absenken des Kupplungsdruckes bewirkt.

*" Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Ventilsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Merkmale aufweist. Im Patentanspruch 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

1* Dadurch, daß die dem Kupplungsdruck-Steuerventil zugeordnete Ventilanordnung aus einem Wiegeventil, einer Drosselstelle und einem Akkumu- , lator besteht, wobei das Wiegeventil aus einem in einer Ventilbohrung angeordneten Ventilkörper mit drei Steuerbünden und beispielsweise einer am einen Ende des Ventilkörpers einwirkenden Feder besteht und

*** ein motordrehzahlabhängiges Drucksignal _p .. , über Leitungen jeweils zwischen dem ersten Steuerbund und dem zweiten Steuerbund sowie zwischen dem zweiten Steuerbund und dem dritten Steuerbund anliegt und über Ausgänge gesteuert einer Leitung zum Kupplungsdruck-Steuerventil zuführbar ist und ein drehmomentabhängiges Drucksignal P₊ über

*" Leitungen an beiden Enden des Ventilkörpers einwirkt, wobei die eine Leitung die Drosselstelle enthält und das eine Ende des Akkumulators beaufschlagt, der aus einem in einer Ventilbohrung angeordneten Kolben und einer diesen belastenden Feder besteht, wird das auf das Kupplungsdruck-Steuerventil einwirkende motordrehzahlabhängige Drucksignal P -_{t t} so moduliert, daß bei schnellen Änderungen der Gaspedalstellung, und zwar sowohl beim Gasgeben als auch beim Gaswegnehmen das Wiegeventil aus seiner Gleichgewichtslage gebracht wird, wodurch die Zuleitung des motordrehzahlabhangigen Drucksignales zum Kupplungsventil abgesperrt wird und im Kupplungsdruck-Steuerventil dadurch ein Auslaß ge-

■" öffnetwird , wodurch der Kupplungsdruck abfällt.

Patentanmeldung P Ford/D-527/06. März 1984

Durch dieses synchron mit plötzlichen Änderungen der Gaspedalstellung ablaufende Absenken des Kupplungsdruckes wird ein kurzfristiges Lösen der Reibungskupplung ermöglicht, d. h. es tritt für eine kurze Zeitspanne Schlupf in der Reibungskupplung auf, der eine ruckartige Übertragung der Drehmomentänderung vom Motor auf das Getriebe verhindert.

Durch den je nach Auslegung der Drosselstelle und der Feder am Wiegeventil in einigen Zehntelsekunden beendete Ausgleich des drehmomentabhängigen Drucksignales P. am Wiegeventil nimmt dieses wieder seine Gleichgewichtsstellung ein, wobei der Kanal zur Beaufschlagung des Kupplungsventiles mit dem motordrehzahlabhängigen Druck P .. . wieder geöffnet wird und der Kupplungsdruck wieder steigt, so daß die Reibungskupplung wieder sicher geschlossen wird.

Bei plötzlichen Änderungen der Gaspedalstellung, die zur Einleitung von Beschleunigungs-oder Verzögerungsvorgängen erforderlich sein können, wird so der als unangenehm empfundene Ruck verhindert, der sonst bei geschlossener Reibungskupplung infolge der direkten Übertragung der plötzlichen Drehmomentänderung des Motors auftrat. Die Vermeidung des

Drehmomentänderungs-Ruckes stellt hierbei nicht nur eine Komfort-Maßnahme dar sondern dies wirkt sich auch günstig auf die Lebensdauer der Getriebeteile sowie des Antriebs stranges des Kraftfahrzeuges aus.

Die Erfindung wird anhand in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten

Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Anordnung einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Ventilsystems;

Fig. 2 eine schematische Anordnung einer weiteren

Ausführungsform des erfindungs gemäß en Ventilsystems.

Patentanmeldung P . Ford/D-527/06. März 1984

C?

Ein Kupplungsdruck-Steuerventil 1 besteht aus einem in einer Ventilbohrung 2 angeordneten Ventilkörper 3 mit zwei Steuerbünden 4 und 5, dessen eines Ende über eine Feder 6 belastet ist. Leitungs- bzw. Kupplungsdruck Pk wird über eine Leitung 7 und Eingänge 8 und 9 zur

Ventilbohrung 2 benachbart zu den Steuerbünden 4 und 5 geführt, während ein motordrehzahlabhängiges Drucksignal P .. über eine Leitung 10 die Feder 6 unterstützend auf den Ventilkörper 3 einwirkt.

Diesem an sich bekanntem Kupplungsdruck-Steuerventil 1 ist nun eine erfin dungs gemäße als Lastwechseldämpfung wirksame Ventilanordnung vorgeschaltet, die aus einem Wiegeventil 11, einer Drosselstelle 12 und einem Akkumulator 13 besteht. Das Wiegeventil 11 weist einen in einer Ventilbohrung 14 angeordneten Ventilkörper 15 mit drei Steuerbünden 16, 17 und 18 auf, an dessen einen Ende eine Feder 19 einwirkt. Das

motordrehzahlabhängige Drucksignal P ., . kommt über eine Leitung 20 und Zweigleitungen 21 und 22 jeweils zwischen dem ersten Steuerbund 16 und dem zweiten Steuerbund 17 bzw. dem zweiten Steuerbund 17 und dem dritten Steuerbund 18 in der Ventilbohrung 14 an und ist über Ausgänge 23 und 24 der Leitung 10 zum Kupplungsdruck-Steuerventil 1

zuführbar. Ein drehmomentabhängiges Drucksignal P. wirkt über eine Leitung 25 und Zweigleitungen 26 und 27 auf die beiden Enden des Ventilkörpers 15 des Wiegeventiles 11 ein. In der einen Zweigleitung 27 ist hierbei die Drosselstelle 12 angeordnet und diese Leitung 27 führt auch an das eine Ende des Akkumulators 13, der in üblicher Weise aus

einem in einer Ventilbohrung 28 angeordneten Kolben 29 besteht, der von einer Feder 30 belastet ist.

Bei einer schnellen Änderung der Gaspedalstellung und damit des drehmomentabhängigen Drucksignales in der Leitung 25 gelangt dieses Druck-

signal infolge der Drosselstelle 12 und des Akkumulatorventils 13 unterschiedlich schnell zu den Enden des Ventilkörpers 15 des Wiegeventiles 11 und der Ventilkörper 15 bewegt sich in die Richtung des Druck ge fälles. Dadurch wird die Weiterleitung des motordrehzahlabhängigen Drucksignales P .. unterbrochen, d. h. dieses Drucksignal wird nicht weiter über die Leitung 10 zum Kupplungsdruck-Steuerventil 1 geführt sondern es wird stattdessen der Leitungsabschnitt 10 entlüftet.

Patentanmeldung P ^ Ford/D-527/06. März 1984

Durch diesen Druckabfall wirkt der Kupplungsdruck auf der rechten Seite des Stcuerbundes 5 nur noch gegen die Feder 6 und schiebt den Kolben 3 nach hinten, so daß der Kupplungsdruck Pk selbst kurzfristig nach Ex geschaltet wird.

Durch diese synchron mit plötzlichen Änderungen der Gaspedalstellung ablaufende Absenkung des Kupplungsdruckes wird ein Schlupf in der Reibungskupplung ermöglicht und dadurch die Übertragung von ruckartigen Drehmomentänderungen vom Motor auf das Getriebe verhindert.

Durch eine entsprechende Auslegung der Drosselstelle 12 und der Feder 19 am Ventilkörper 15 des Wiegeventiles 11 kann sichergestellt werden, daß die Ungleichgewichtsstellung des Ventilkörpers 15 nur für einige Zentelsekunden auftritt und der Ventilkörper 15 dann wieder seine ursprüngliche Gleichgewichtsstellung einnimmt, in der der Kupplungsdruck wieder erhöht und die Fahrzeugkupplung wieder geschlossen wird. Damit wird sichergestellt, daß nur für die kurze Zeitspanne zum Abdämpfen einer plötzlichen Drehmomentänderung des Motors ein Schlupf in der Reibungskupplung auftritt, die Kupplung jedoch sofort wieder ord-

nungsgemäß geschlossen wird.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der auf den für den Volumen- und Druckausgleich erforderlichen Akkumulator 13, wie er in Fig. 1 erforderlich ist, verzichtet werden kann. Für

die Betätigung eines dem Wiegeventils 15 in Fig. 1 ähnlichem Wiegeventil wird bei dieser Ausführungsform eine unmittelbare Verbindung zu dem durch die Drosselklappenbetätigung bewegten Drosselventil verwendet. Eine Bewegung des Drosselventiles wird hier mechanisch auf ein Doppelkolbenventil 31 übertragen, das auf eine Überdruckventil- und Drossel-

Stellenanordnung 32 sowie auf ein einfacheres Wiegeventil 33 einwirkt. Das Doppelkolbenventil 31 besteht hierbei im wesentlichen aus einer Kolbenstange 34, auf der zwei Kolben 35 und 36 angeordnet sind, die in getrennten Ventilbohrungen 37 und 38 angeordnet sind und deren über eine Drosselstelle 39 mit Druckmittel beaufschlagbare Kammern 40 und 41 mit zwei Zweigleitungen 42 und 43 in Verbindung stehen, die parallel zueinander angeordnet zwei entgegengesetzt wirksame Überdruckventile 44 und 45 sowie eine enge Drosselstelle 46 und weiterhin die beiden Enden des Wiegeventiles 33 beaufschlagen.

Patentanmeldung P ο Ford/D-527/06. März 19t>4

DaH Wiegeventil 33 ist hierbei als einfacher frei-beweglicher Ventilkörpor 47 ausgebildet, der von zwei Federn 48 und 49 in einer eine zum Kupplungsdruck-Steuerventil 1' führende Leitung 50 absperrende Gleichgewichtslage gehalten wird..

Bei einer schnellen Bewegung der Kolbenstange 34 kann der durch die Volumenvergrößerung bzw. - verkleinerung der beiden Kammern 40 und 41 verursachte Ausgleichsstrom nur zu einem sehr geringen Anteil über die enge Drosselstelle 46 fließen und wird daher stattdessen den von den

Federn 48 und 49 im Gleichgewicht enthaltenen Ventilkörper 47 des Wiegeventiles 33 in Richtung des verdrängten ölvolumens soweit bewegen, daß kurzfristig eine Verbindung zwischen einem der beiden Zweigkanäle 42 und 43 und dem Kanal 50 zum Kupplungsdruck-Steuerventil 1' hergestellt wird. Dadurch wird das rechte Ende des Ventilkörpers 3^! des Kupplungsdruck-Steuerventiles 1' entgegen dem auf das andere Ende einwirkenden motordrehzahlabhängigen Drucksignal P .. . belastet und der Ventilkörper 3^f verschoben und der Auslaß Ex auf gesteuert, wodurch in der Leitung V zur Kupplung ein Druckabfall auftritt, wodurch in diesem Augenblick ein leichtes Lösen und Durchrutschen der Kupplung während

der schnellen Änderung der Gaspedalstellung erreicht wird.

Unabhängig von der Stellung der Kolbenstange 34 mit den Kolben 35 und 36 wird der Ventilkörper 47 des Wiegeventiles 33 durch die Federn 48 und 49 wieder in die die Verbindung zum Kanal 50 sperrende Gleichge-

wichtslage gebracht, da ein langsamer Volumenausgleich über die Drosselstelle 46 möglich ist.

Die Anordnung der beiden parallel zueinander angeordneten entgegengesetzt wirksamen Ob er druck ν entile 44 und 45 wird hierbei für den Fall

vorgesehen, daß bei sehr schnellen und großen Gaspedalbewegungen ein zu langes Verweilen des Wiegeventiles außerhalb seiner Gleichgewichtsstellung auftreten und damit die Kupplung zu lange gelöst bleiben würde. Die Überdruckventile 44 und 45 bewirken, daß ein gewisser Teil des verdrängten Volumens bei den dann größeren Druckunterschieden

gleich über diese Ventile geführt und damit dem Regelvorgang entzogen wird.

Patentanmeldung P q Ford/D-527/06. März 1984

Diese der Drosselstelle parallel geschaltete Anordnung von entgegengesetzt wirksamen Überdruckventilen kann, wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet, auch für diese Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft sein.

Claims

Patentanmeldung P Ford/D-527/06. März 1984 Patentansprüche

1. Jventilsystem für eine hydraulisch gesteuerte Anfahr-Reibungskupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Kupplungsdruck-Steuerventil, das den Kupplungsdruck in Abhängigkeit von der Drehmomentanforderung des Fahrers steuert und mit einer Ventilanordnung, die das dem Kupplungsdruck-Steuerventil zugeführte

Drucksignal moduliert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kupplungs-10

druck-Steuerventil (1) eine Ventilanordnung, bestehend aus einem Wiegeventil (11), einer Drosselstelle (12) und einem Akkumulator (13) zugeordnet ist, wobei das Wiegeventil (11) aus einem in einer Ventilbohrung (14) angeordneten Ventilkörper (15) mit drei Steuerbünden (16, 17 und 18) und einer am einen Ende des Ventilkörpers

(15) einwirkenden Feder (19) besteht und ein motordrehzahlabhängiges Drucksignal (Pp.. .) über Leitungen (21 und 22) jeweils zwischen dem ersten Steuerbund (16) und dem zweiten Steuerbund

(17) sowie dem zweiten Steuerbund (17) und dem dritten Steuerbund

(18) anliegt und über Ausgänge (23 und 24) einer Leitung (10) zum

Kupplungsdruck-Steuerventil (1) zuführbar ist und ein drehmomentabhängies Drucksignal (P. ) über Leitungen (26 und 27) an beiden Enden des Ventilkörpers (15) einwirkt, wobei in der einen Leitung (27) die Drosselstelle (12) angeordnet ist und diese Leitung

(27) auch das eine Ende des Akkumulators (13) beaufschlagt, der aus

einem in einer Ventilbohrung (28) angeordneten Kolben (29) und einem diese belastetenden Feder (30) besteht, so daß bei plötzlichen Änderungen der Gaspedalstellung und damit des drehmomentabhängigen Drucksignales (P. ) kurzfristig die Zulieferung des motordrehzahlabhängigen Drucksignals P .. . zum Kupplungsdruck-Steuerventil (1) pitot

abgesperrt und der Kupplungsdruck (Pk) gleichzeitig nach Ex geschaltet wird.

Patentanmeldung P Ford/D-527/06. März 1984

2. Ventilsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kupplungsdruck-Steuerventil (I¹) eine Ventilanordnung, bestehend aus einem Doppelkolbenventil (31), einer Rückschlagventil- und Drosselstellenanordnung (32) und einem Wiege-

ventil (33) vorgeschaltet ist, wobei das Doppelkolbenventil (31) aus auf einer Kolbenstange (34) angeordneten Kolben (35 und 36) besteht, die in getrennten Ventilbohrungen (37 und 38) angeordnet sind und deren über eine Drosselstelle (39) mit Druckmittel beaufschlagbare Kammern (40 und 41) über parallele Zweigleitungen (42 und 43) zwei entgegengesetzt wirksame Überdruckventile (44 und 45) sowie eine enge Drosselstelle (46) und das Wiegeventil (33) von entgegengesetzten Seiten beaufschlagen, wobei das Wiegeventil (33) aus einem freibeweglichen Ventilkörper (47), der von Federn (48 und 49) in einer einen zum Kupplungsdruck-Steuerventil (I¹) führenden Kanal (50) absperrenden Gleichgewichtslage gehalten wird.

3. Ventilsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der die Drosselstelle (12) aufnehmenden Leitung (27) zwei Zweigleitungen (51 und 52) mit zwei entgegengesetzt wirksamen Überdruck-

ventilen (53 und 54) angeordnet sind.